[PATCH] mm: fix xip issue with /dev/zero
[linux-2.6.git] / mm / filemap_xip.c
1 /*
2  *      linux/mm/filemap_xip.c
3  *
4  * Copyright (C) 2005 IBM Corporation
5  * Author: Carsten Otte <cotte@de.ibm.com>
6  *
7  * derived from linux/mm/filemap.c - Copyright (C) Linus Torvalds
8  *
9  */
10
11 #include <linux/fs.h>
12 #include <linux/pagemap.h>
13 #include <linux/module.h>
14 #include <linux/uio.h>
15 #include <linux/rmap.h>
16 #include <asm/tlbflush.h>
17 #include "filemap.h"
18
19 /*
20  * We do use our own empty page to avoid interference with other users
21  * of ZERO_PAGE(), such as /dev/zero
22  */
23 static struct page *__xip_sparse_page;
24
25 static struct page *xip_sparse_page(void)
26 {
27         if (!__xip_sparse_page) {
28                 unsigned long zeroes = get_zeroed_page(GFP_HIGHUSER);
29                 if (zeroes) {
30                         static DEFINE_SPINLOCK(xip_alloc_lock);
31                         spin_lock(&xip_alloc_lock);
32                         if (!__xip_sparse_page)
33                                 __xip_sparse_page = virt_to_page(zeroes);
34                         else
35                                 free_page(zeroes);
36                         spin_unlock(&xip_alloc_lock);
37                 }
38         }
39         return __xip_sparse_page;
40 }
41
42 /*
43  * This is a file read routine for execute in place files, and uses
44  * the mapping->a_ops->get_xip_page() function for the actual low-level
45  * stuff.
46  *
47  * Note the struct file* is not used at all.  It may be NULL.
48  */
49 static void
50 do_xip_mapping_read(struct address_space *mapping,
51                     struct file_ra_state *_ra,
52                     struct file *filp,
53                     loff_t *ppos,
54                     read_descriptor_t *desc,
55                     read_actor_t actor)
56 {
57         struct inode *inode = mapping->host;
58         unsigned long index, end_index, offset;
59         loff_t isize;
60
61         BUG_ON(!mapping->a_ops->get_xip_page);
62
63         index = *ppos >> PAGE_CACHE_SHIFT;
64         offset = *ppos & ~PAGE_CACHE_MASK;
65
66         isize = i_size_read(inode);
67         if (!isize)
68                 goto out;
69
70         end_index = (isize - 1) >> PAGE_CACHE_SHIFT;
71         for (;;) {
72                 struct page *page;
73                 unsigned long nr, ret;
74
75                 /* nr is the maximum number of bytes to copy from this page */
76                 nr = PAGE_CACHE_SIZE;
77                 if (index >= end_index) {
78                         if (index > end_index)
79                                 goto out;
80                         nr = ((isize - 1) & ~PAGE_CACHE_MASK) + 1;
81                         if (nr <= offset) {
82                                 goto out;
83                         }
84                 }
85                 nr = nr - offset;
86
87                 page = mapping->a_ops->get_xip_page(mapping,
88                         index*(PAGE_SIZE/512), 0);
89                 if (!page)
90                         goto no_xip_page;
91                 if (unlikely(IS_ERR(page))) {
92                         if (PTR_ERR(page) == -ENODATA) {
93                                 /* sparse */
94                                 page = ZERO_PAGE(0);
95                         } else {
96                                 desc->error = PTR_ERR(page);
97                                 goto out;
98                         }
99                 }
100
101                 /* If users can be writing to this page using arbitrary
102                  * virtual addresses, take care about potential aliasing
103                  * before reading the page on the kernel side.
104                  */
105                 if (mapping_writably_mapped(mapping))
106                         flush_dcache_page(page);
107
108                 /*
109                  * Ok, we have the page, so now we can copy it to user space...
110                  *
111                  * The actor routine returns how many bytes were actually used..
112                  * NOTE! This may not be the same as how much of a user buffer
113                  * we filled up (we may be padding etc), so we can only update
114                  * "pos" here (the actor routine has to update the user buffer
115                  * pointers and the remaining count).
116                  */
117                 ret = actor(desc, page, offset, nr);
118                 offset += ret;
119                 index += offset >> PAGE_CACHE_SHIFT;
120                 offset &= ~PAGE_CACHE_MASK;
121
122                 if (ret == nr && desc->count)
123                         continue;
124                 goto out;
125
126 no_xip_page:
127                 /* Did not get the page. Report it */
128                 desc->error = -EIO;
129                 goto out;
130         }
131
132 out:
133         *ppos = ((loff_t) index << PAGE_CACHE_SHIFT) + offset;
134         if (filp)
135                 file_accessed(filp);
136 }
137
138 ssize_t
139 xip_file_read(struct file *filp, char __user *buf, size_t len, loff_t *ppos)
140 {
141         read_descriptor_t desc;
142
143         if (!access_ok(VERIFY_WRITE, buf, len))
144                 return -EFAULT;
145
146         desc.written = 0;
147         desc.arg.buf = buf;
148         desc.count = len;
149         desc.error = 0;
150
151         do_xip_mapping_read(filp->f_mapping, &filp->f_ra, filp,
152                             ppos, &desc, file_read_actor);
153
154         if (desc.written)
155                 return desc.written;
156         else
157                 return desc.error;
158 }
159 EXPORT_SYMBOL_GPL(xip_file_read);
160
161 ssize_t
162 xip_file_sendfile(struct file *in_file, loff_t *ppos,
163              size_t count, read_actor_t actor, void *target)
164 {
165         read_descriptor_t desc;
166
167         if (!count)
168                 return 0;
169
170         desc.written = 0;
171         desc.count = count;
172         desc.arg.data = target;
173         desc.error = 0;
174
175         do_xip_mapping_read(in_file->f_mapping, &in_file->f_ra, in_file,
176                             ppos, &desc, actor);
177         if (desc.written)
178                 return desc.written;
179         return desc.error;
180 }
181 EXPORT_SYMBOL_GPL(xip_file_sendfile);
182
183 /*
184  * __xip_unmap is invoked from xip_unmap and
185  * xip_write
186  *
187  * This function walks all vmas of the address_space and unmaps the
188  * __xip_sparse_page when found at pgoff.
189  */
190 static void
191 __xip_unmap (struct address_space * mapping,
192                      unsigned long pgoff)
193 {
194         struct vm_area_struct *vma;
195         struct mm_struct *mm;
196         struct prio_tree_iter iter;
197         unsigned long address;
198         pte_t *pte;
199         pte_t pteval;
200         spinlock_t *ptl;
201         struct page *page;
202
203         page = __xip_sparse_page;
204         if (!page)
205                 return;
206
207         spin_lock(&mapping->i_mmap_lock);
208         vma_prio_tree_foreach(vma, &iter, &mapping->i_mmap, pgoff, pgoff) {
209                 mm = vma->vm_mm;
210                 address = vma->vm_start +
211                         ((pgoff - vma->vm_pgoff) << PAGE_SHIFT);
212                 BUG_ON(address < vma->vm_start || address >= vma->vm_end);
213                 pte = page_check_address(page, mm, address, &ptl);
214                 if (pte) {
215                         /* Nuke the page table entry. */
216                         flush_cache_page(vma, address, pte_pfn(*pte));
217                         pteval = ptep_clear_flush(vma, address, pte);
218                         page_remove_rmap(page, vma);
219                         dec_mm_counter(mm, file_rss);
220                         BUG_ON(pte_dirty(pteval));
221                         pte_unmap_unlock(pte, ptl);
222                         page_cache_release(page);
223                 }
224         }
225         spin_unlock(&mapping->i_mmap_lock);
226 }
227
228 /*
229  * xip_nopage() is invoked via the vma operations vector for a
230  * mapped memory region to read in file data during a page fault.
231  *
232  * This function is derived from filemap_nopage, but used for execute in place
233  */
234 static struct page *
235 xip_file_nopage(struct vm_area_struct * area,
236                    unsigned long address,
237                    int *type)
238 {
239         struct file *file = area->vm_file;
240         struct address_space *mapping = file->f_mapping;
241         struct inode *inode = mapping->host;
242         struct page *page;
243         unsigned long size, pgoff, endoff;
244
245         pgoff = ((address - area->vm_start) >> PAGE_CACHE_SHIFT)
246                 + area->vm_pgoff;
247         endoff = ((area->vm_end - area->vm_start) >> PAGE_CACHE_SHIFT)
248                 + area->vm_pgoff;
249
250         size = (i_size_read(inode) + PAGE_CACHE_SIZE - 1) >> PAGE_CACHE_SHIFT;
251         if (pgoff >= size)
252                 return NOPAGE_SIGBUS;
253
254         page = mapping->a_ops->get_xip_page(mapping, pgoff*(PAGE_SIZE/512), 0);
255         if (!IS_ERR(page))
256                 goto out;
257         if (PTR_ERR(page) != -ENODATA)
258                 return NOPAGE_SIGBUS;
259
260         /* sparse block */
261         if ((area->vm_flags & (VM_WRITE | VM_MAYWRITE)) &&
262             (area->vm_flags & (VM_SHARED| VM_MAYSHARE)) &&
263             (!(mapping->host->i_sb->s_flags & MS_RDONLY))) {
264                 /* maybe shared writable, allocate new block */
265                 page = mapping->a_ops->get_xip_page (mapping,
266                         pgoff*(PAGE_SIZE/512), 1);
267                 if (IS_ERR(page))
268                         return NOPAGE_SIGBUS;
269                 /* unmap page at pgoff from all other vmas */
270                 __xip_unmap(mapping, pgoff);
271         } else {
272                 /* not shared and writable, use xip_sparse_page() */
273                 page = xip_sparse_page();
274                 if (!page)
275                         return NOPAGE_OOM;
276         }
277
278 out:
279         page_cache_get(page);
280         return page;
281 }
282
283 static struct vm_operations_struct xip_file_vm_ops = {
284         .nopage         = xip_file_nopage,
285 };
286
287 int xip_file_mmap(struct file * file, struct vm_area_struct * vma)
288 {
289         BUG_ON(!file->f_mapping->a_ops->get_xip_page);
290
291         file_accessed(file);
292         vma->vm_ops = &xip_file_vm_ops;
293         return 0;
294 }
295 EXPORT_SYMBOL_GPL(xip_file_mmap);
296
297 static ssize_t
298 __xip_file_write(struct file *filp, const char __user *buf,
299                   size_t count, loff_t pos, loff_t *ppos)
300 {
301         struct address_space * mapping = filp->f_mapping;
302         const struct address_space_operations *a_ops = mapping->a_ops;
303         struct inode    *inode = mapping->host;
304         long            status = 0;
305         struct page     *page;
306         size_t          bytes;
307         ssize_t         written = 0;
308
309         BUG_ON(!mapping->a_ops->get_xip_page);
310
311         do {
312                 unsigned long index;
313                 unsigned long offset;
314                 size_t copied;
315
316                 offset = (pos & (PAGE_CACHE_SIZE -1)); /* Within page */
317                 index = pos >> PAGE_CACHE_SHIFT;
318                 bytes = PAGE_CACHE_SIZE - offset;
319                 if (bytes > count)
320                         bytes = count;
321
322                 /*
323                  * Bring in the user page that we will copy from _first_.
324                  * Otherwise there's a nasty deadlock on copying from the
325                  * same page as we're writing to, without it being marked
326                  * up-to-date.
327                  */
328                 fault_in_pages_readable(buf, bytes);
329
330                 page = a_ops->get_xip_page(mapping,
331                                            index*(PAGE_SIZE/512), 0);
332                 if (IS_ERR(page) && (PTR_ERR(page) == -ENODATA)) {
333                         /* we allocate a new page unmap it */
334                         page = a_ops->get_xip_page(mapping,
335                                                    index*(PAGE_SIZE/512), 1);
336                         if (!IS_ERR(page))
337                                 /* unmap page at pgoff from all other vmas */
338                                 __xip_unmap(mapping, index);
339                 }
340
341                 if (IS_ERR(page)) {
342                         status = PTR_ERR(page);
343                         break;
344                 }
345
346                 copied = filemap_copy_from_user(page, offset, buf, bytes);
347                 flush_dcache_page(page);
348                 if (likely(copied > 0)) {
349                         status = copied;
350
351                         if (status >= 0) {
352                                 written += status;
353                                 count -= status;
354                                 pos += status;
355                                 buf += status;
356                         }
357                 }
358                 if (unlikely(copied != bytes))
359                         if (status >= 0)
360                                 status = -EFAULT;
361                 if (status < 0)
362                         break;
363         } while (count);
364         *ppos = pos;
365         /*
366          * No need to use i_size_read() here, the i_size
367          * cannot change under us because we hold i_mutex.
368          */
369         if (pos > inode->i_size) {
370                 i_size_write(inode, pos);
371                 mark_inode_dirty(inode);
372         }
373
374         return written ? written : status;
375 }
376
377 ssize_t
378 xip_file_write(struct file *filp, const char __user *buf, size_t len,
379                loff_t *ppos)
380 {
381         struct address_space *mapping = filp->f_mapping;
382         struct inode *inode = mapping->host;
383         size_t count;
384         loff_t pos;
385         ssize_t ret;
386
387         mutex_lock(&inode->i_mutex);
388
389         if (!access_ok(VERIFY_READ, buf, len)) {
390                 ret=-EFAULT;
391                 goto out_up;
392         }
393
394         pos = *ppos;
395         count = len;
396
397         vfs_check_frozen(inode->i_sb, SB_FREEZE_WRITE);
398
399         /* We can write back this queue in page reclaim */
400         current->backing_dev_info = mapping->backing_dev_info;
401
402         ret = generic_write_checks(filp, &pos, &count, S_ISBLK(inode->i_mode));
403         if (ret)
404                 goto out_backing;
405         if (count == 0)
406                 goto out_backing;
407
408         ret = remove_suid(filp->f_path.dentry);
409         if (ret)
410                 goto out_backing;
411
412         file_update_time(filp);
413
414         ret = __xip_file_write (filp, buf, count, pos, ppos);
415
416  out_backing:
417         current->backing_dev_info = NULL;
418  out_up:
419         mutex_unlock(&inode->i_mutex);
420         return ret;
421 }
422 EXPORT_SYMBOL_GPL(xip_file_write);
423
424 /*
425  * truncate a page used for execute in place
426  * functionality is analog to block_truncate_page but does use get_xip_page
427  * to get the page instead of page cache
428  */
429 int
430 xip_truncate_page(struct address_space *mapping, loff_t from)
431 {
432         pgoff_t index = from >> PAGE_CACHE_SHIFT;
433         unsigned offset = from & (PAGE_CACHE_SIZE-1);
434         unsigned blocksize;
435         unsigned length;
436         struct page *page;
437         void *kaddr;
438
439         BUG_ON(!mapping->a_ops->get_xip_page);
440
441         blocksize = 1 << mapping->host->i_blkbits;
442         length = offset & (blocksize - 1);
443
444         /* Block boundary? Nothing to do */
445         if (!length)
446                 return 0;
447
448         length = blocksize - length;
449
450         page = mapping->a_ops->get_xip_page(mapping,
451                                             index*(PAGE_SIZE/512), 0);
452         if (!page)
453                 return -ENOMEM;
454         if (unlikely(IS_ERR(page))) {
455                 if (PTR_ERR(page) == -ENODATA)
456                         /* Hole? No need to truncate */
457                         return 0;
458                 else
459                         return PTR_ERR(page);
460         }
461         kaddr = kmap_atomic(page, KM_USER0);
462         memset(kaddr + offset, 0, length);
463         kunmap_atomic(kaddr, KM_USER0);
464
465         flush_dcache_page(page);
466         return 0;
467 }
468 EXPORT_SYMBOL_GPL(xip_truncate_page);